DE69910847T2 - NESTED MULTI-BAND GROUP ANTENNAS - Google Patents
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Abstract
Description
GEGENSTAND DER ERFINDUNGOBJECT THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung besteht aus Anordnungen von Antennen, die aufgrund einer physischen Anordnung der Elemente, aus denen sie bestehen, sowie dem Mehrbandverhalten einiger Elemente, die strategisch in der Anordnung platziert sind, gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzen arbeiten können.The present invention exists from arrangements of antennas due to a physical arrangement the elements of which they are made and the multi-band behavior some elements that are strategically placed in the array, can work on different frequencies at the same time.
Die Zusammensetzung der Anordnung wird ausgehend von einer Juxtaposition oder Kopplung mehrerer herkömmlicher Einzelbandandordnungen beschrieben, die auf der angestrebten Frequenz arbeiten. An den Positionen, an denen Elemente verschiedener Mehrbandanordnungen zusammenlaufen, wird eine Mehrbandantenne eingesetzt, die die verschiedenen Arbeitsfrequenzen abdeckt.The composition of the arrangement is based on a juxtaposition or coupling of several conventional Single band orders described on the targeted frequency work. At the positions where elements of different multi-band arrangements converge, a multi-band antenna is used, the different Covers working frequencies.
Die Verwendung einer Mehrbandanordnung von Zeilensprungantennen (im Folgenden nur Zeilensprungmehrbandanordnung AEM) bedeutet einen grossen Vorteil gegenüber den herkömmlichen Lösungen, bei der eine Anordnung für jede Frequenz verwendet wird: es werden Kosten bei dem globalen Ausstrahlsystem und bei der Installation (eine Anordnung ersetzt mehrere) gespart, die Grösse und die optische und ökologische Auswirkung werden im Falle der Basisstationen und Verstärkern von Kommunikationssystemen herabgesetzt.The use of a multi-band arrangement from Interlaced antennas (hereinafter only interlaced multi-band arrangement AEM) means a big advantage over the conventional ones Solutions, where an arrangement for any frequency is used: there will be costs in the global broadcasting system and saved on installation (one arrangement replaces several), the size and the optical and ecological Impact in the case of base stations and amplifiers from Communication systems degraded.
Die vorliegende Erfindung findet Anwendung im Bereich der Telekommunikation und konkreter bei Systemen der Radiokommunikation.The present invention takes place Application in the field of telecommunications and more specifically in systems of radio communication.
VORANGEGANGENE TECHNIK UND ÜBERSICHT DER ERFINDUNGPREVIOUS TECHNOLOGY AND OVERVIEW OF INVENTION
Man begann Ende des letzten Jahrhundert Antennen zu entwickeln, nachdem James C. Maxwell 1864 die Grundgesetze des Elektromagnetismus postulierte. Heinrich Hertz ist 1886 die Erfindung der ersten Antenne zuzuschreiben, mit der er die Übertragung der elektromagnetischen Wellen durch die Luft bewies. Mitte der vierziger Jahre wurden die Grundbeschränkungen der Antennen hinsichtlich der Reduzierung ihrer Grösse im Vergleich zur Länge der Welle bewiesen und zu Beginn der sechziger Jahre tauchen die ersten frequenzunabhängigen Antennen auf (E. C. Jordan, G. A. Deschamps, J. D. Dyson, P. E. Mayes, "Developments in broadband Antennas", IEEE Spectrum, Band 1, Seiten 58–71, Apr. 1964; V. H. Rumsey, "Frequency-Independent Antennas", New York Academic, 1966; R. L. Carrel, "Analysis and design of the log-periodic dipole array", Tech. Rep. 52, Univ. Illinois Antenna Lab., Vertrag AF33 (616)–6079, Oct 1961; P. E. Mayes, "Frequency Independent Antennas and Broad-Band Derivates Thereof", Proc. IEEE, Band 80, Nr. 1, Jan. 1992.) Damals wurden Propeller, logoperiodische Anordnungen, Kegel und ausschliesslich aus Winkeln bestehende Strukturen zur Ausführung von Breitbandantennen vorgeschlagen.Antennas were started at the end of the last century to develop after James C. Maxwell 1864 the basic laws of the Electromagnetism postulated. Heinrich Hertz invented it in 1886 attributed to the first antenna used to transmit of electromagnetic waves through the air. Middle of 1940s became the basic limitations of antennas reducing their size compared to the length proved the wave and at the beginning of the sixties the first frequency independent Antennas on (E.C. Jordan, G.A. Deschamps, J.D. Dyson, P.E. Mayes, "Developments in broadband antennas ", IEEE Spectrum, volume 1, pages 58-71, Apr 1964; V. H. Rumsey, "Frequency-Independent Antennas ", New York Academic, 1966; R.L. Carrel, "Analysis and design of the log-periodic dipole array ", Tech. Rep. 52, University of Illinois Antenna Lab., Contract AF33 (616) -6079, Oct 1961; P.E. Mayes, "Frequency Independent antennas and broad band Derivatives Thereof ", Proc. IEEE, Volume 80, No. 1, Jan. 1992.) At that time, propellers, logoperiodic arrangements, cones and exclusively from angles existing structures for execution proposed by broadband antennas.
Die Theorie der Antennenanordnungen geht auf die Arbeiten von Shelkunoff zurück (S. A. Schellkunhoff, "A Mathematical Theory of Linear Arrays," Bell System Technical Journal, 22, 80) sowie auf andere klasische Abhandlungen der Antennentheorie. Besagte Theorie gibt die Regeln des Grundkonzepts vor, um die Ausstrahlungseigenschaften der Anordnung zu erzielen (hauptsächlich dessen Ausstrahlungsdiagramm), obwohl die Anwendung sich hauptsächlich auf den Fall der Einzelbandanordnungen beschränkt. Der Grund dieser Beschränkung ist, dass das Frequenzverhalten der Anordnung in hohem Masse von dem Verhältnis zwischen dem Abstand zwischen den Elementen (Antennen) der Anordnung und der Länge der Arbeitswelle abhängt. Dieser Abstand, der die Elemente trennt, ist normalerweise gleich und vorzugsweise geringer als eine Wellenlänge, um das Auftauchen von Difraktionsüberlappungen zu verhindern. Das bringt mit sich, dass bei der Festlegung des Abstands zwischen den Elementen gleichzeitig die Arbeitsfrequenz (und die dazugehörige Wellenlänge) festgelegt werden, wobei es besonders schwierig ist, dass die selbe Anordnung gleichzeitig auf einer anderen, höheren Frequenz arbeitet, da in diesem Falle die Wellenlänge niedriger ist als der Abstand zwischen den Elementen.The theory of antenna arrangements goes back to the work of Shelkunoff (S. A. Schellkunhoff, "A Mathematical Theory of Linear Arrays, "Bell System Technical Journal, 22, 80) and other classic treatises of antenna theory. Said theory specifies the rules of the basic concept, to achieve the radiation properties of the arrangement (mainly its Broadcasting diagram), although the application is mainly based on limited the case of single band arrangements. The reason for this limitation is that the frequency behavior of the arrangement largely depends on the ratio between the distance between the elements (antennas) of the arrangement and the length depends on the working wave. This The distance separating the elements is usually the same and is preferred less than one wavelength, to prevent the appearance of diffraction overlaps. This entails that when determining the distance between the working frequency (and the associated wavelength) are determined at the same time , it is particularly difficult that the same arrangement works on another, higher frequency at the same time, because in this case the wavelength is lower is the distance between the elements.
Die logoperiodischen Anordnungen stellen eines der ersten Beispiele für Antennenanordnungen dar, die in der Lage sind, eine grosse Frequenzspanne abzudecken (V. H. Rumsey, "Frequency-Independent Antennas", New York Academic, 1966; R. L. Carrel, "Analysis and design of the log-periodic dipole array", Tech. Rep. 52, Univ. Illinois Antenna Lab., Vertrag AF33 (616) – 6079, Oct 1961; P. E. Mayes, "Frequency Independent Antennas and Broad-Band Derivatives Thereof", Proc. IEEE, Band 80, Nr. 1, Jan. 1992). Besagte Anordnungen basieren auf der Verteilung der Elemente, aus denen sie bestehen, so dass der Abstand zwischen benachbarten Elementen und ihre Länge sich je nach der geometrischen Folge verändert. Obwohl die besagten Antennen in der Lage sind, das selbe Ausstrahlungs- und Impedanzdiagramm in einem grossen Frequenzbereich beizubehalten, ist die praktische Anwendung aufgrund ihrern Beschränkungen hinsichtlich der Verstärkung und Grösse auf konkrekte Fälle beschränkt. So werden die besagten Antennen zum Beispiel nicht in Basisstationen beim Mobilfunk verwendet, da sie nicht über ausreichende Verstärkung verfügen (ihre Verstärkung liegt im Bereich von 10 dBi, wobei für diese Anwendung normalerweise etwa 17 dBi notwendig sind), sie lineare Polarisierung aufweisen, während bei besagter Anwendung Antennen mit unterschiedlichen Polarisierungen benötigt werden, ihr Horizontaldiagramm nicht die notwendige Breite aufweist und ihre mechanische Struktur zu gross ist.The logoperiodic arrangements represent one of the first examples of antenna arrangements, that are able to cover a wide frequency range (V. H. Rumsey, Frequency-Independent Antennas, New York Academic, 1966; R.L. Carrel, "Analysis and design of the log-periodic dipole array ", Tech. Rep. 52, Univ. Illinois Antenna Lab., Contract AF33 (616) - 6079, Oct 1961; P.E. Mayes, "Frequency Independent Antennas and Broad-Band Derivatives Thereof ", Proc. IEEE, Band 80, No. 1, Jan. 1992). Said orders are based on the distribution of the elements that make it up, so the distance between neighboring elements and their length vary depending on the geometric sequence changed. Although said antennas are able to transmit the same and maintain impedance diagram in a wide frequency range, is the practical application due to its limitations in terms of reinforcement and size in specific cases limited. So the said antennas are not, for example, in base stations used in mobile communications because they do not have sufficient amplification (their amplification lies in the range of 10 dBi, being for this Application normally around 17 dBi are necessary), they are linear Have polarization while with said application antennas with different polarizations needed your horizontal diagram does not have the necessary width and their mechanical structure is too big.
Die Technologie der individuellen Mehrbandantennen ist hingegen wesentlich weiter entwickelt. Unter Mehrbandantenne versteht man eine Antenne, die aus einer Anordnung von elektromagnetisch verbundenen Elementen besteht, die gemeinschaftlich und solidarisch wirken, um das radioelektrische Verhalten der Antenne zu erzielen, wobei dieses Verhalten hinsichtlich der Ausstrahlungs- und Impedanzdiagramme dem mehrerer Frequenzbänder gleich kommt (daher der Name der Mehrbandantenne). In der Literatur werden viele Beispiele von Mehrbandantennen beschrieben. 1995 wurden die wurden fraktale oder multifraktale Antennen eingeführt (B. B. Mandelbrot in seinem Buch "The Fractal Geometry of Nature", W. H. Freeman et al. 1983 ist die Prägung der Begriffe fraktal und multifraktal zuzuschreiben), bei denen es sich um Antennen handelt, die aufgrund ihrer Geometrie ein multifrequenziales Verhalten aufwiesen und in bestimmten Fälle eine reduzierte Grösse (C. Puente, R. Pous, J. Romeu, X. Garcia "Antenas Fractales o Multifractales", (spanisches Patent ES 2112163)). Später wurden die Mehrdreiecksantennen eingeführt (spanisches Patent ES 2142280), die gleichzeitig auf den GSM-Bändern 900 und 1800 arbeiten und später die Mehrstufenantennen (Dokument WO-A-0122528), die ein klares Beispiel dafür darstellen, wie die Geometrie der Antenne ausgelegt sein muss, um ein Mehrbandverhalten zu erzielen.The technology of individual multi-band antennas, on the other hand, are much more advanced. A multi-band antenna is an antenna that consists of an arrangement of electromagnetically connected elements that work collectively and collectively in order to achieve the radio-electric behavior of the antenna the multi-band antenna). Many examples of multi-band antennas are described in the literature. In 1995, fractal or multi-fractal antennas were introduced (BB Mandelbrot in his book "The Fractal Geometry of Nature", WH Freeman et al. 1983 is the coining of the terms fractal and multi-fractal attributable), which are antennas that are due to their geometry exhibited multifrequency behavior and in certain cases a reduced size (C. Puente, R. Pous, J. Romeu, X. Garcia "Antenas Fractales o Multifractales", (Spanish patent ES 2112163)). Later, the multi-triangular antennas were introduced (Spanish patent ES 2142280), which operate simultaneously on the GSM bands 900 and 1800 and later the multi-stage antennas (document WO-A-0122528), which are a clear example of how the geometry of the antenna is designed to achieve multi-band behavior.
Das Dokument WO-A-9735360 beansprucht eine duale Bandanordnung, die auf dem L-Band und UHF-Band arbeitet. Die Anordnung umfasst eine Haupeinheit mit einem gestapelten Schaltelement, das auf dem UHF-Band arbeitet und eine Vielzahl von Kreuzdipolen, die eine L-Bandringanordnung bilden, die auf das UHF-Element gesetzt wird.Document WO-A-9735360 claims one dual band arrangement that works on the L band and UHF band. The Arrangement comprises a main unit with a stacked switching element that works on the UHF band and a variety of cross dipoles that form an L-band ring arrangement which is placed on the UHF element.
Die vorliegende Erfindung beschreibt, wie Mehrbandantennen kombiniert werden können, um eine Anordnung zu erzielen, die gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzbändern arbeitet.The present invention describes how multi-band antennas can be combined to form an array achieve that works simultaneously on different frequency bands.
Eine Zeilensprungmehrbandanordnung (AEM) besteht aus einer Anordnung von Antennen, die die Besonderheit aufweisen, dass sie in der Lage sind, gleichzeitig auf verschiedenen Bandfrequenzen zu arbeiten. Dies erreicht man, indem man Mehrbandantennen in strategischen Positionen der Anordnung verwendet. Die Anordnung der Elemente, die die AEM bilden, wird durch Juxtaposition von herkömmlichen Einzelbandanordnungen erreicht, wobei so viele Einzelbandanordnungen verwendet werden wie Frequenzbänder in die Zeilensprungmehrbandanordnung aufgenommen werden sollen. Bei den Positionen, bei denen ein oder mehrere Elemente aus den herkömmlichen Einzelbandanordnungen gleich sind, wird eine einzige Mehrbandantenne (Element) verwendet, die gleichzeitig die verschiedenen Bänder abdeckt. Bei den anderen nicht übereinstimmenden Positionen kann auch die selbe Mehrbandantenne verwendet werden, die auf der entsprechenden Frequenz arbeitet. Die Anregung einer oder mehrerer Frequenzen jedes Elements der Anordnung hängt also von der Position des Elements in der Anordnung ab und wird durch den Signalverteiler kontrolliert.An interlaced multi-band arrangement (AEM) consists of an arrangement of antennas that have the special feature that they are able to simultaneously on different band frequencies work. This is achieved by using multi-band antennas in strategic Positions of the arrangement used. The arrangement of the elements, which make up the AEM is made by juxtaposition of conventional ones Single band arrangements achieved, with so many single band arrangements are used like frequency bands to be included in the interlaced multi-band arrangement. For positions where one or more elements from the usual Single band arrangements are the same, becomes a single multi-band antenna (Element) that simultaneously covers the different tapes. With the other mismatched ones Positions, the same multi-band antenna can also be used, that works on the appropriate frequency. The suggestion of a or multiple frequencies of each element of the array depends from the position of the element in the array and is indicated by controls the signal distributor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
Die beschriebenen Eigenschaften des vorher Dargelegten werden graphisch durch die Figuren der Zeichnungen des Anhangs dargestellt, in denen als rein anschauliche und nicht einschränkende Beispiele die bevorzugte Ausführung erläutert wird. In diesen Zeichnungen zeigen:The described properties of the previously presented are graphically represented by the figures of the drawings of the appendix, in which as purely illustrative and not restrictive Examples of preferred execution explained becomes. In these drawings:
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Es handelt sich um eine Anordnung AEM, bei der die Mehrbandelemente Mehrstufenelemente sind. Die Anordnung arbeitet gleichzeitig auf doppelten Frequenzen, zum Beispiel auf dem Band GSM 900 und GSM 1800.It is an arrangement AEM, in which the multi-band elements are multi-stage elements. The order works simultaneously on double frequencies, for example the band GSM 900 and GSM 1800.
Die
Die
Die
Die
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION THE PREFERRED VERSION THE INVENTION
Für die detaillierte Beschreibung, die im Anschluss von der bevorzugten Ausführung gemacht wird, wird ständig Bezug auf die Figuren der Zeichnungen genommen, durch die die selben Zahlenbezeichnungen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden.For the detailed description that follows from the preferred execution is made, is constantly Reference is made to the figures of the drawings by which the same Numbers for same or similar Parts are used.
Eine Zeilensprungmehrbandanordnung (AEM) wird durch Juxtaposition verschiedener herkömmlicher Einzelbandanordnungen erzielt. Die Anordnungen herkömmlicher Antennen haben normalerweise ein Einzelbandverhalten (das heisst, sie arbeiten in einem relative kleinen Frequenzbereich, typischerweise etwa 10% um eine Hauptfrequenz herum) und das liegt nicht nur daran, dass die Elemente (Antennen), die sie ausmachen ein Einzelbandverhalten aufweisen, sondern auch daran, dass der Abstand zwischen den Elementen die Länge der Arbeitswelle bedingt. Typischerweise werden die herkömmlichen Einzelbandanordnungen mit einem Abstand zwischen den Elementen konzipiert, der etwa bei einer halben Wellenlänge liegt, wobei dieser Abstand in einigen Anordnungen erhöht werden kann, um die Richtwirkung zu erhöhen, wenn sie auch normalerweise niedriger als eine Wellenlänge gehalten wird, um das Auftauchen von Difraktionsüberlappungen zu verhindern.An interlaced multi-band arrangement (AEM) is achieved by juxtaposition of various conventional single-band arrangements achieved. The arrangements more conventional Antennas usually have a single band behavior (that is, they operate in a relatively small frequency range, typically around 10% around a main frequency) and that's not just because that the elements (antennas) that make them up have a single band behavior have, but also that the distance between the elements the length due to the working wave. Typically the conventional ones Single band arrangements designed with a space between the elements, which is about half a wavelength, this distance increased in some arrangements can be used to increase directivity, though normally lower than a wavelength is held to prevent the emergence of diffraction overlaps.
Diese rein geometrische Beschränkung (die Grösse der
Wellenlänge
bedingt die Geometrie der Elemente der Anordnung und ihren relativen
Abstand) stellte einen grossen Nachteil bei den Kommunikationssystemen
und -bereichen dar, in denen gleichzeitig mehrere Frequenzbänder eingesetzt werden
müssen.
Ein klares Beispiel hierfür
ist das System des Mobilfunks GSM. Anfänglich befand sich das GSM
auf dem Band von 900 MHz, hat sich aber mittlerweile zu einem der
weltweit am verbreitetsten entwickelt. Der Erfolg des Systems und
das spektakuläre
Wachstum der Nachfrage nach dieser Art von Dienstleistung haben
dazu geführt,
dass die Mobiltelephongesellschaften ihre Dienstleistungen auf ein neues
Band ausgedehnt haben, das Band bei 1800 MHz, um eine grössere Anzahl
an Kunden abzudecken. Bei Verwendung der herkömmlichen Technologie der Einzelbandantennen
müssen
die Gesellschaften das Antennennetz verdoppeln, um gleichzeitig
das GSM 900 und das GSM 1800 abzudecken. Wenn eine einzige AEM-Anordnung,
die speziell für das
System konzipiert ist (wie in den gesonderten Fällen der
Es ist wichtig hervorzuheben, dass die beschriebene Situation nur ein spezielles Beispiel einer Art von AEM und ihrer Anwendung darstellt; jeder Fachmann auf dem Gebiet wird verstehen, dass die AEM-Anordnungen, die in der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, keinesfalls auf diese spezifische Ausgestaltung beschränkt sind und leicht an andere Frequenzen und Anwendungen angepasst werden kann.It is important to emphasize that the situation described is just a specific example of a species of AEM and its application; any specialist in the field will understand that the AEM arrangements described in the present Invention are described, by no means specific to this Design limited and can be easily adapted to other frequencies and applications can.
Die Zeilensprungmehrbandordnungen basieren ihre Funktionsweise auf der Anordnung der Antennen, aus denen sie sich zusammensetzen und auf der speziellen Art Element, das an einigen strategischen Positionen der Anordnung eingesetzt wird.The interlace multi-band orders their operation is based on the arrangement of the antennas which they are composed of and on the special kind of element, that used in some strategic positions of the arrangement becomes.
Die Positionen der Elemente bei einer AEM werden aufgrund der Positionen der Elemente in so vielen Einzelbandanordnungen festgelegt, wie Frequenzen oder Frequenzbänder benötigt werden. Die Konzeption der Anordnung ist in dieser Hinsicht gleich der der Einzelbandanordnungen, insofern als dass das Stromgewicht jedes Elements gewählt werden kann, um das Ausstrahlungsdiagramm gemäss den Anforderungen jeder Anwendung zu erzielen. Die Ausgestaltung der AEM wird durch die Juxtaposition der Positionen der verschiedenen Einzelbandanordnungen erzielt. Die Juxtaposition ist natürlich praktisch sehr schwer bei den Positionen durchzuführen, an denen verschiedene Antennen der unterschiedlichen Anordnungen zusammentreffen; die von dieser Erfindung vorgeschlagene Lösung liegt in der Anwendung einer Mehrbandantenne (zum Beispiel Fraktal- Mehrdreiecks-, Mehrstufenantennen), die alle der Position zugeordneten Frequenzen abdeckt.The positions of the elements in a AEM are in so many single-band arrangements due to the positions of the elements defines how frequencies or frequency bands are required. The conception in this respect the arrangement is the same as that of the single band arrangements, insofar as the current weight of each element is chosen can make the broadcast diagram according to the requirements of each Achieve application. The design of the AEM is by the Juxtaposition of the positions of the various single band arrangements achieved. The juxtaposition is of course practically very difficult to perform at the positions on which different antennas of different arrangements meet; the solution proposed by this invention lies in the application of a multi-band antenna (for example fractal, multi-triangle, multi-stage antennas), the covers all frequencies assigned to the position.
Ein grundlegendes und besonderes
Beispiel, wie die Elemente einer AEM anzuordnen sind, wird in der
Es werden in dem Stand der Technik viele Beispiele von Mehrbandantennen beschrieben. Die Antennen mit fraktaler Geometrie, die Mehrdreiecksantennen, die Mehrschichtenantennen und sogar die mit gestapelten Schaltelementen sind einige Beispiele für Antennen, die in der Lage sind, auf ähnliche Weise in vielen Frequenzbändern zu arbeiten. Diese und andere Mehrbandantennen können in den Positionen der AEM verwendet werden, bei denen Elemente verschiedener Einzelbandanordnungen zusammenlaufen.It is in the state of the art described many examples of multi-band antennas. The antennas with fractal geometry, the multi-triangular antennas, the multi-layer antennas and even those with stacked switching elements are some examples for antennas, who are able to do similar things in many frequency bands to work. These and other multi-band antennas can be in the positions of the AEM are used in which elements of different single band arrangements converge.
In den folgenden Figuren werden andere Ausgestaltungen
der AEM beschrieben, die auf der selben Erfindungsessenz beruhen,
wenn auch die Anordnung der Elemente an andere Frequenzen angepasst
ist. In der
Die
Konkret veranschaulicht die
Die
Es ist angebracht, wieder hervorzuheben, dass
in den gesonderten Fällen
der
Bei einigen Ausgestaltungen von Zeilensprungmehrbandanordnungen,
besonders bei denen, bei denen die verschiedenen Frequenzen nicht mit
einem ganzen Teiler der Hauptfrequenz 1 übereinstimmen, ist eine neue
Positionierung der Elemente erforderlich, wie in der
Die
Im Anschluss werden mehr Beispiele von gesonderten Ausgestaltungen von AEM-Anordnungen beschrieben. In den fünf beschriebenen Beispielen werden verschiedene Entwürfe für die Systeme GSM 900 und GSM 1800 (Bänder 890 MHz–960 MHz und 1710–1880 MHz) wiedergegeben. Es handelt sich um Antennen für Basisstationen für den Mobilfunk, die hauptsächlich auf beiden Bändern das selbe elektromagnetische Verhalten aufweisen. Durch die Verwendung dieser Art von AEM-Antennen verringern die Anbieter die Anzahl der installierten Antennen um die Hälfte und senken die Kosten und die ökologischen Auswirkungen auf ein Minimum.Following are more examples described by separate configurations of AEM arrangements. In the five The examples described are different designs for the systems GSM 900 and GSM 1800 (bands 890 MHz-960 MHz and 1710-1880 MHz) reproduced. These are antennas for base stations for the Cellular, the main one on both bands have the same electromagnetic behavior. By using it This type of AEM antenna reduces the number of providers installed antennas by half and lower costs and ecological Impact to a minimum.
Modus AEM1AEM1 mode
Die Ausgestaltung AEM1, die in der
Die Versorgungsart der Elemente der AEM1-Anordnung ist nicht kennzeichnend für die Erfindung der AEM und es kann jedes bekannte herkömmliche Schema verwendet werden. Speziell und weil die Mehrdreieckselemente an zwei verschiedenen Punkten erregt werden, kann ein unabhängiges Verteilernetz für jedes Band verwendet werden. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Breitband- oder Doppelbandverteilernetzes, wobei ein Anlasswiderstand/Diplexor geschaltet werden kann, der das Netz und die zwei Erregungspunkte der Mehrdreiecksantenne miteinander verbindet.The type of supply for the elements of the AEM1 arrangement is not characteristic of the invention of the AEM and it can be any known conventional Scheme can be used. Specifically and because of the multi-triangular elements can be excited at two different points, an independent distribution network for each Tape can be used. Another option is to use it a broadband or double band distribution network, with a starting resistor / diplexor can be switched, the network and the two excitation points of the Multi-triangular antenna connects.
Schliesslich kann die Antenne auch zwei Verbinder für den Ein- und Ausgang (einen für jedes Band) aufweisen oder in einem Verbinder mittels eines Anlasswiderstandnetzes/Diplexornetzes kombiniert werden.Finally, the antenna can too two connectors for the entrance and exit (one for each band) or in a connector by means of a starter resistor network / diplexor network be combined.
MODUS AEM2AEM2 MODE
Diese besondere Ausgestaltung der
AEM2, die in der
Die Anordnung erhält man durch die Verflechtung
zweier herkömmlicher
Einzelbandanordnungen mit einem Abstand zwischen den unteren Elementen,
der geringer als eine Wellenlänge
( ) auf dem entsprechenden Band ist (typischerweise wird ein Abstand
gewählt,
der niedriger ist als 0,9, um das Auftreten von Difraktionsüberlappungen
in Endfire-Richtung zu verringern). Die Ausgangsanordnungen können aus
8 oder 10 Elemente bestehen, in Abhängigkeit der vom Betreiber
benötigten
Verstärkung.
Die Juxtaposition beider Anordnungen in einer einzigen AEM-Anordnung
erhält
man in diesem Fall durch den Einsatz von dualen Mehrschichtenelementen.
Diese Elemente verfügen über zwei
Erregungspunkte (einen für
jedes Band), was erlaubt, das Arbeitsband entsprechend seiner Position
in der Anordnung zu wählen.
In der
Man kann die doppelte Polarisierung dadurch erzielen, dass man das Mehrschichtenelement an verschiedenen Punkten seiner Oberfläche erregt; um aber die Isolierung zwischen den Verbindern unterschiedlicher Polarisierung zu erhöhen, wählt man in dem beschriebenen Beispiel die Implementierung einer doppelten Säule zur Trennung der Polarisierung bei +45° (linke Säule) von der bei – 45° (rechte Säule). Zur Erhöhung der Isolierung zwischen den Bändern kann auch die Polarisierungsneigung der Säulen der Anordnung bei einem Band (zum Beispiel DCS) ausgetauscht werden.One can double polarization by making the multilayer element at different Points of its surface energized; but to differentiate the insulation between the connectors Increasing polarization you choose in the example described the implementation of a double pillar Separation of the polarization at + 45 ° (left column) from that at - 45 ° (right column). to increase the insulation between the bands can also the polarization tendency of the columns of the arrangement in one Band (for example DCS) can be exchanged.
Die Versorgungsart der Elemente der AEM2-Anordnung ist nicht auszeichnend für die Erfindung der AEM und es kann jedes bekannte herkömmliche Schema verwendet werden. Speziell und weil die Mehrdreieckselemente an zwei verschiedenen Punkten erregt werden, kann ein unabhängiges Verteilernetz für jedes Band verwendet werden. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Breitband- oder Doppelbandverteilernetzes, wobei ein Anlasswiderstand/Diplexor geschaltet werden kann, der das Netz und die zwei Erregungspunkte der Mehrschichtenantenne miteinander verbindet. So kann die Antenne entweder vier Verbinder für den Ein- und Ausgang (einen für jedes Band und jede Polarisierung) aufweisen oder in nur zwei Verbindern (einen für jede unabhängige Polarisierung) mittels eines Anlasswiderstandnetzes/Diplexornetzes kombiniert werden.The type of supply for the elements of the AEM2 arrangement is not distinctive for the invention of the AEM and it can be any known conventional Scheme can be used. Specifically and because of the multi-triangular elements can be excited at two different points, an independent distribution network for each Tape can be used. Another option is to use it a broadband or double band distribution network, with a starting resistor / diplexor can be switched, the network and the two excitation points of the Multilayer antenna connects. So the antenna can either four connectors for the entrance and exit (one for each band and polarization) or in only two connectors (one for every independent Polarization) by means of a starting resistor network / diplexor network be combined.
MODUS AEM3AEM3 MODE
Die Ausgestaltung AEM3, die in der
Das Signalverteilungssystem ist auch nicht besonders kennzeichnend für die Ausgestaltung der AEM, und es kann das selbe Schema wie im vorherigen Fall angewendet werden.The signal distribution system is too not particularly characteristic of the design of the AEM, and it can use the same scheme as the previous one Case be applied.
MODUS AEM4AEM4 MODE
Ein anderes Beispiel für eine Zeilensprungmehrbandanordnung
ist die von uns AEM4 benannte und wird in der
Der untere Schalter wird angemessen ausgelegt, damit die Resonanzfrequenz (typischerweise mit dem Grundmodus des Schalters asoziiert) mit dem unteren Band (in diesem konkreten Fall GSM 900) übereinstimmt; ausserdem funktioniert dieser Schalter wiederum als Massefläche für den oberen Schalter arbeitet. Dieser letzte wird so ausgelegt, dass seine Resonanz in dem oberen Band (GSM 1800) zentriert ist. Die Elemente der Anordnung werden auf einer metallischen oder metallisierten Oberfläche aufgebaut. Das Versorgungssystem ist vorzugsweise koaxialer Art, wobei ein Kabel für den unteren Schalter und die unteren Bänder und ein anderes Kabel für den oberen Schalter und die oberen Bänder verwendet wird. Die Erregungspunkte werden auf den Winkelhalbierenden der Schalter angebracht (als Beispiel werden die ungefähren Erregungspunkte mittels Kreisen in der Draufsicht der Antenne markiert) oder auf den Diagonalen, wenn man im Gegenteil eine lineare schräge Polarisierung 45° erreichen möchte. Für den Fall, dass gewünscht ist, dass die Anordnung auf doppelter Polarisierung arbeitet, wird zusätzlich jeder Schalter an der den vorherigen Punkten gegenüberliegenden Winkelhalbierenden oder Diagonalen (rechtwinklig) erregt.The lower switch will be appropriate designed so that the resonance frequency (typically with the basic mode of the switch associated) with the lower band (in this concrete Case GSM 900) matches; this switch also functions as a ground plane for the upper switch is working. This last one is designed to resonate in the upper band (GSM 1800) is centered. The elements of the arrangement are built on a metallic or metallized surface. The supply system is preferably coaxial, with a Cable for the lower switch and the lower bands and another cable for the upper switch and the upper bands is used. The excitation points are on the bisector the switch is attached (as an example, the approximate excitation points marked with circles in the top view of the antenna) or on the diagonals if, on the contrary, a linear oblique polarization Reach 45 ° would like to. For the In case that desired is that the arrangement will work on double polarization additionally each switch at the opposite of the previous points Bisectors or diagonals (right-angled) excited.
Die Versorgungsart der Elemente der AEM4-Anordnung ist nicht auszeichnend für die Erfindung der AEM und es kann jedes bekannte herkömmliche Schema verwendet werden. Speziell und weil die Antenne mit gestapelten Schaltern an zwei verschiedenen Punkten erregt wird, kann ein unabhängiges Verteilernetz für jedes Band verwendet werden. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Breitband- oder Doppelbandverteilernetzes, wobei ein Anlasswiderstand/Diplexor geschaltet werden kann, der das Netz und die zwei Erregungspunkte der Mehrdschichtenantenne miteinander verbindet. So kann die Antenne entweder vier Verbinder für den Ein- und Ausgang (einen für jedes Band und jede Polarisierung) aufweisen oder in nur zwei Verbindern (einen für jede unabhängige Polarisierung) mittels eines Anlasswiderstandnetzes/Diplexornetzes kombiniert werden.The type of supply for the elements of the AEM4 arrangement is not distinctive for the invention of the AEM and it can be any known conventional Scheme can be used. Specifically and because the antenna is stacked with Switches energized at two different points can be an independent distribution network for each Tape can be used. Another option is to use it a broadband or double band distribution network, with a starting resistor / diplexor can be switched, the network and the two excitation points connecting the multi-layer antenna. So the antenna can either four connectors for the entrance and exit (one for each band and polarization) or in only two connectors (one for any independent Polarization) by means of a starting resistor network / diplexor network be combined.
MODUS AEM5AEM5 MODE
Die Ausgestaltung AEM5, die in der
Es ist interessant hevorzuheben, dass sowohl in der Ausgestaltung AEM4, als auch in der AEM5 das Mehrbandelement, das aus gestapelten Schaltern besteht, nur in den strategischen Positionen strikt notwendig ist, in denen Elemente, die aus herkömmlichen Einzelbandanordnungen stammen, übereinstimmen. In den anderen Positionen können sowohl Mehrbandelemente als auch Einzelbandelemente eingesetzt werden, die auf der für ihre Position festgelegten Frequenz arbeiten, solange ihr Ausstrahlungsdiagramm dem der Antenne mit gestapelten Schaltern ähnlich genug ist, um Difraktionsüberlappungen zu vermeiden.It is interesting to emphasize that both in the configuration AEM4 and in the AEM5 Multi-band element, which consists of stacked switches, only in the strategic positions is strictly necessary in which elements those from conventional Single band arrangements originate, match. In the other positions both Multi-band elements as well as single-band elements are used, the on the for their position fixed frequency work as long as their broadcasting diagram is similar enough to the antenna with stacked switches to overlap diffraction to avoid.
Es wird nicht als notwendig erachtet, den Inhalt dieser Beschreibung ausführlicher zu gestalten, damit ein Fachmann auf dem Gebiet die Auswirkung und Vorteile, die sich aus der Erfindung ableiten, verstehen kann und den Gegenstand der Erfindung entwickelt und zur praktischen Anwendung bringt.It is not considered necessary to make the content of this description more detailed so a specialist in the field the impact and benefits, which derive from the invention, understand and the subject of Developed invention and brings it to practical use.
Es muss jedoch verstanden werden, dass die Erfindung gemäss einer bevorzugten Ausführung derselben beschrieben wurde, weswegen sie geändert werden kann, ohne dass dies in irgendeiner Weise ihre Grundlage verändert, wobei diese Änderungen insbesondere die Form, Grösse und/oder Herstellungsmaterialien betreffen können.However, it must be understood that the invention according to a preferred embodiment of the same described why it can be changed without this in any way changes their basis, these changes in particular the shape, size and / or manufacturing materials.
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